低碳鋼拉絲機卷筒結構的改進設計

馮涌濤

（新疆八一鋼鐵股份有限公司）

低碳鋼拉絲機卷筒結構的改進設計

馮涌濤

（新疆八一鋼鐵股份有限公司）

低碳鋼絲的拉拔機卷筒磨損后會制約生產的順行。卷筒磨損主要出現在根部及以上30～40mm處，根據這一特點對卷筒結構進行了改進設計。設計成分體式卷筒：一部分為卷筒本體，一部分為活動件。卷筒本體稍作改動，活動件成4等分環形用螺栓固定在卷筒本體上，能便捷拆裝。當卷筒根部出現磨損后只需更換活動件，不必整體吊裝卷筒。避免了卷筒本體損耗，降低了備用卷筒數量，消除了卷筒磨損對生產的制約。

拉絲機；卷筒；磨損；分體式

1　問題的提出

目前八鋼生產的鐵絲均采用低碳鋼盤條作為原料，其代號為LS，直徑Φ6.5mm。鐵絲生產設備為滑輪式和直進式拉絲機。鐵絲生產的最初工序為拉拔，經過放線、剝殼（去除原料表面的氧化鐵），由卷筒卷取，同時給鋼絲拉拔力帶動鐵絲通過拉絲模壓縮其直徑。低碳鋼盤條經過若干道次的拉拔，達到相應的直徑后經收線機收線成卷以待進一步加工。

卷筒是低碳鋼拉絲機的主要組成部分，它即是動力輸出部件又是鐵絲的傳送部件。卷筒在生產過程中會磨損，傳統的卷筒為一個整體，磨損后只能整體更換，嚴重制約了生產。為了解決這個問題，對卷筒結構進行了改進設計。

2　卷筒的磨損及影響

2.1卷筒根部的磨損

傳統卷筒為一個整體，材質通常為ZG45和HT20-40兩種，耐磨性較差。傳統卷筒結構如圖1所示。

拉拔過程中卷筒根部要承受巨大的拉拔力和鐵絲滑動所產生的摩擦力，工作條件苛刻［1］。沿卷筒根部圓周方向會出現磨損溝，卷筒根部磨損溝如圖2所示。磨損溝產生后會迅速的變寬變深，導致拉拔時

易出現壓線、亂線問題，影響生產。當磨損溝寬度達到30～40mm，深度達到鐵絲直徑1/3時卷筒就無法繼續使用，必須修復或更換卷筒［2］。

通常卷筒的制造廠家都在卷筒根部表面堆焊一定寬度和厚度的鎢鈷合金層［3］，以增加卷筒根部的硬度。在實際生產使用中能起到減緩磨損的作用，相應延長卷筒的更換周期，但無法避免卷筒根部磨損的發生。

圖1傳統卷筒結構圖

圖2卷筒根部磨損溝

2.2更換卷筒影響生產作業

單個卷筒重量約220kg，更換卷筒時需要電動葫蘆吊運，至少需2人協同作業，先拆除卷筒上的附屬零部件，再用電動葫蘆從拉絲機上吊出需要更換的卷筒，最后用電動葫蘆吊裝新卷筒并安裝附屬零部件。單個卷筒更換時間為40～50分鐘。

根據統計，拉絲機每生產約300t鐵絲就要整體更換卷筒。例如拉拔Φ4.0mm鋼絲需4道卷筒進行拉拔，按每臺拔絲機生產約300t鋼，共需停機160～200分鐘更換卷筒。更換卷筒耗時耗費人力，制約了拔絲機產能的發揮和提高。而且卷筒吊運頻繁易造成卷筒損壞影響卷筒的壽命。

2.3備用卷筒占用生產資源多

現場生產中，為適應周期性更換卷筒的需要，每臺拉絲機配備足夠數量的備用卷筒以供周轉。卷筒最低配備為一用一備，備用卷筒會占用資金，生產規模越大占用資金就越多，占用廠房空間也就越大。如果使用的拉絲機型號不統一，卷筒規格不一致，那么卷筒的儲備量要更多，占用資金及廠房空間也就更大。

磨損下線的卷筒需要進行返修，對磨損溝進行打磨對焊再打磨處理，這樣多次進行返修在卷筒根部易產生疲勞裂縫造成卷筒報廢，卷筒報廢后必須補充新卷筒。

3　卷筒結構改進設計要點

分析卷筒使用情況：卷筒磨損的部位集中在根部及根部以上30～40mm處。如果將卷筒根部及根部以上30～40mm部分設計為可與卷筒分離拆卸的活動件。當活動件磨損超標后將其拆卸更換即可，不必整體更換卷筒，可縮短更換時間。磨損的活動件下線后進行打磨、焊接修復再循環使用直至報廢。這樣就不會造成卷筒整體報廢，而且可以降低生產成本。

根據設計構思將卷筒設計成兩部分：一部分為卷筒本體：一部分為活動件。卷筒本體須保持原有的剛度和強度，活動件應能可靠地固定在卷筒本體上，能便捷地拆裝。

3.1卷筒本體結構改變

在原來卷筒結構基礎上對卷筒根部進行改造，增加筒體根部的厚度10mm，并車削圓周溝槽，溝槽深度8mm，寬95mm。根部下端車削平整，水平部分均布增設12個螺孔用于安裝活動件。改進后的卷筒本體結構如圖3所示。

圖3　改進后的卷筒本體結構簡圖

3.2活動件設計

卷筒的活動件部分設計成圓環形，并進行4等分切割。圓環內壁直徑與卷筒車削的圓周溝槽外壁直徑一致，高度與溝槽寬度一致。圓環外壁成錐形，錐度與原有卷筒外壁錐度一致。圓環下部增設梯形邊沿，邊沿與原有卷筒邊沿尺寸一致。邊沿與卷筒本體的螺栓孔配鉆12個沉孔，每4等分活動件上3個沉孔。卷筒活動件如圖4所示。

圖4　卷筒活動件簡圖

3.3卷筒組裝使用

將4件活動件拼裝在卷筒本體上并用12顆螺栓上緊形成完整的卷筒。完整的卷筒結構如圖5所示。

結構改進后的卷筒如傳統卷筒一樣安裝在拉絲機上，當卷筒根部出現磨損后只需更換活動件，不必整體吊裝卷筒。這樣降低了更換卷筒的時間，提高了生產效率。

圖5　完整的卷筒結構簡圖

4　結束語

卷筒結構改進后，磨損后的卷筒只需更換活動件，操作簡單，不需用電動葫蘆，單人即可操作。據生產現場統計，改進后可節省更換卷筒的時間50％以上，提高了拉絲機的開機率。

通過改進卷筒結構，延長了卷筒的使用壽命，降低了備用卷筒的儲備量，減少了卷筒對生產資源的占用。

［1］ 張新福.拉絲機卷筒根部修復工藝.焊接技術，1999，（6）：16.

［2］ 胡黎輝，王曉東.拉絲機卷筒的修復.金屬制品，2004，（3）：25.

［3］ 顧康建，王建平，顧忠榮.LZ型直進式拉絲機組的研制.金屬制品，2008，（5）：17.

Improved Design of Reel Structure of Low Carbon Steel Wire Drawing Machine

FENG Yong-Tao
（Xinjiang Bayi Iron&Steel Co.，Ltd.）

The low carbon steel wire drawing machine drum wear will restrict the production smoothly running.according to the characteristics of drum wear mainly in the roots and more than 30～40mm，the drum structure is improved.Split type drum design：a part of the drum body and a part of the activities.The main body of the drum is slightly changed，and the movable part is fixed on the main body of the drum by 4 equal parts of the ring and can be easily disassembled and assembled.When the root of the drum appears to wear only after the replacement of the active parts，do not have to the overall lifting of the drum.The drum body loss is avoided，the number of the spare drum is reduced，and the restriction of the roll wear on the production is eliminated.

drawing machine；drum；wear；split type

TG355

B

1672—4224（2015）03—0039—03

聯系人：馮涌濤，男，33歲，本科，工程師，烏魯木齊（830022）新疆八一鋼鐵股份有限公司軋鋼廠
E-mail：fengyt@bygt.com.cn